DE2442248B2

DE2442248B2 - INFLATABLE SEAL

Info

Publication number: DE2442248B2
Application number: DE19742442248
Authority: DE
Inventors: Jean Chatou Fournier (Frankreich)
Original assignee: Le Joint Francais S A, Paris
Priority date: 1973-09-06
Filing date: 1974-09-04
Publication date: 1977-07-07
Also published as: BE819080A; FR2243619A5; NL7411893A; ES205533Y; SE397208B; DK457374A; NO743137L; CA1002983A; IN143047B; GB1476494A; JPS5053758A; LU70676A1; US3940152A; DE2442248A1; ZA745542B; DE2442248C3; ES205533U; IT1020119B; SE7411308L; CH577650A5

Description

Die Erfindung betrifft eine aufblasbare Dichtung zwischen zwei Flächen.The invention relates to an inflatable seal between two surfaces.

Wenn diese beiden Flächen zueinander leicht beweglich sein sollen, stellt eine aufblasbare Dichtung ein wirksames System dar, da eine einfache Veränderung des Drucks eines Mediums im Innern der Dichtung genügt, um unter Beibehaltung der Dichtheit zwei Flächen dauerhaft miteinander zu verbinden oder voneinander zu lösen, selbst wenn diese Flächen fehlerhaft sind oder große Unebenheiten aufweisen.If these two surfaces are to be easily movable towards one another, an inflatable seal provides an effective system because a simple change in the pressure of a medium inside the seal is sufficient to permanently connect two surfaces with one another while maintaining the tightness or to detach from each other, even if these surfaces are faulty or have large bumps.

In der Luftfahrt-, Schiffs-, Kern- und Maschinenindustrie sind bereits aufblasbare und einziehbare Dichtungen bekannt, die aus Profilen aus einem elastischen Material gebildet wurden, die mit Anschlüssen versehen waren, über die sie mit einem geeigneten Druckluftsystem in Verbindung stehen. Ein bekanntes Profil weist einen U-förmigen Querschnitt auf, wobei die Basis z. B. durch Kleben auf einer der miteinander zu verbindenden Flächen, oder meistens in einer dieser Flächen vorhandenen Nut, befestigt wird.The aerospace, marine, nuclear, and machine industries already have inflatable and retractable seals known, which were formed from profiles made of an elastic material, which are provided with connections through which they are connected to a suitable compressed air system. A familiar profile points a U-shaped cross-section, the base z. B. by gluing on one of the to be connected Surfaces, or mostly in one of these surfaces existing groove, is attached.

Beispielsweise zeigt die US-PS 35 14 115 eine aufblasbare Dichtung in Form eines Schlauches, der im aufgeblasenen Zustand ein Kreisprofil und im nicht aufgeblasenen Zustand ein flaches Ellipsenprofil besitzt, bei dem der Fußbereich und der diesem gegenüberliegende Dichtbereich sich beinahe berühren. Ein wichtiger Nachteil dieser Dichtung besteht in der großen Nutbreite für die Aufnahme der Dichtung im unaufgeblasenen Zustand.For example, the US-PS 35 14 115 shows an inflatable seal in the form of a tube, which in the has a circular profile when inflated and a flat elliptical profile when not inflated, in which the foot area and the sealing area opposite this almost touch each other. An important The disadvantage of this seal is the large groove width for receiving the seal when it is not inflated State.

Aus dem DT-GM 19 64 043 ist eine aufblasbare Dichtung bekannt, die im unaufgeblasenen Zustand balgartig zusammengefaltet ist, so daß die benötigte Nutbreite bei gleicher Bauhöhe im aufgeblasenen Zustand wesentlich geringer wird. Da jedoch gegenüber der vorher erwähnten Ellipsenform der Dichtbereich im unaufgeblasenen Zustand nicht mehr unmittelbar auf dem Fußbereich aufliegt, sondern auf den Balgfalten, verringert sich die Rückzugsspannung dieses Dichtbereichs beim Ablassen des Drucks, so daß es vorkommt, daß die Dichtung an der Dichtfläche trotz der Druckentlastung festklebt.From the DT-GM 19 64 043 an inflatable seal is known, which in the deflated state is folded up like a bellows, so that the required groove width with the same height in the inflated Condition is much lower. However, since the sealing area in the in the deflated state no longer rests directly on the foot area, but on the bellows folds, the retraction tension of this sealing area decreases when the pressure is released, so that it happens that the seal sticks to the sealing surface in spite of the pressure relief.

Dieser Nachteil wird durch eine aufblasbare Dichtung umgangen, wie sie in der DT-OS 14 75 769 beschrieben fts ist.This disadvantage is circumvented by an inflatable seal, as described in DT-OS 14 75 769 fts is.

Jene Dichtung weist im Profil und im nicht aufgeblasenen Zustand die Form eines doppelwandigen U auf, d.h., daß der Fußbereich und der diesem gegenüberliegende Dichtbereich des Profils im nicht aufgeblasenen Zustand unmittelbar aufeinander liegen, während die Zwischenbreite um 90° umgebogen sind. Eine solche Dichtung weist den Nachteil einer großen Nuttiefe und eines verhältnismäßig geringen Unterschieds in der Bauhöhe zwischen dem nicht aulgeblasenen und dem aufgeblasenen Zustand auf.That seal has the shape of a double-walled in profile and in the deflated state U, i.e. that the foot area and the sealing area of the profile opposite this in the not inflated state lie directly on top of one another, while the intermediate widths are bent by 90 °. Such a seal has the disadvantage of a large groove depth and a relatively small difference in height between the non-inflated and the inflated state.

Die Erfindung hat zum Ziel, die obenerwähnten Nachteile der bekannten Dichtungen zu beseitigen und darüber hinaus eine Dichtung vorzuschlagen, die besonders leicht und billig herstellbar ist. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch die Dichtung gemäß Hauptanspruch erreicht. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im einzigen Unteranspruch gekennzeichnet.The invention aims to eliminate the above-mentioned disadvantages of the known seals and in addition to propose a seal that is particularly easy and inexpensive to manufacture. This goal is achieved according to the invention by the seal according to the main claim. A preferred embodiment of the invention is set out in the only dependent claim marked.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Hilfe der F i g. 1 bis 7 näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to several preferred exemplary embodiments with the aid of FIGS. 1 to 7 explained in more detail.

Die Fig. la und (b stellen schematisch einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Dichtung im eingezogenen und im aufgeblasenen Zustand dar.FIGS. La and (b schematically represent a section by a seal according to the invention in the retracted and in the inflated state.

Die F i g. 2 und 3 zeigen Schnitte durch zwei Dichtungen gemäß F i g. 1, die in verschieden geformten Nuten angeordnet sind.The F i g. 2 and 3 show sections through two seals according to FIG. 1, which come in variously shaped Grooves are arranged.

Die Fig.4 und 5 zeigen erfindungsgemäße Dichtungen mit Fiißverankerungen.4 and 5 show seals according to the invention with anchorages.

Fig.6 stellt einen Schnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Dichtung dar, bei der die Zwischenbereiche des Schlauchs zweimal auf den Fußbereich gefaltet sind.6 shows a section through a further seal according to the invention, in which the intermediate areas of the hose are folded twice on the foot area.

Fig. 7 zeigt schließlich die Dichtung gemäß den F i g. 1 bis 5 im Bereich eines Ventils.Finally, FIG. 7 shows the seal according to FIGS. 1 to 5 in the area of a valve.

Die in ihrer Ruhestellung in Fig. la gezeigte Dichtung besteht aus einem Schlauch 1, der aus einem Material auf Kunstgummi- oder Elastomerbasis gefertigt ist, der durch Strangguß erhalten wird und dessen Wände durch Polyamidgewebe verstärkt sein können. Der Schlauch ist so abgeflacht, daß er einen Fuß- oder Befestigungsbereich 3 mit der Breite L bildet, auf den die beiden Seitenbereiche 4 und 5 gefaltet sind; die Gesamthöhe des Querschnitts der Dichtung, mit h bezeichnet, ist nur etwas größer als das Vielfache der Wandungsdicke des Schlauches. Die Dichtung ruht mit ihrem Fußbereich 3 auf dem Boden einer Nut 2 mit der Tiefe p, die vorteilhafterweise etwas größer als Λ ist. Der Fußbereich 3 ist in der Nut 2 im allgemeinen durch Kleben befestigt, wobei es sich bei den Klebemitteln vorzugsweise um Mittel auf der Basis von bei Umgebungstemperatur selbstvulkanisierendem Gummi handelt.The seal shown in its rest position in Fig. La consists of a hose 1, which is made of a material based on synthetic rubber or elastomer, which is obtained by continuous casting and whose walls can be reinforced by polyamide fabric. The tube is flattened so that it forms a foot or fastening area 3 with the width L , onto which the two side areas 4 and 5 are folded; the total height of the cross section of the seal, denoted by h , is only slightly greater than a multiple of the wall thickness of the hose. The seal rests with its foot region 3 on the bottom of a groove 2 with a depth p, which is advantageously somewhat greater than Λ. The foot region 3 is fixed in the groove 2 generally by gluing, the adhesives preferably being based on rubber which is self-vulcanizing at ambient temperature.

Die Nut 2 ist in eine Fläche 11 eingelassen, die völlig dicht mit einer Gegenfläche 10 verbunden werden soll; die beiden Flächen liegen einander in der Zeichnung gegenüber.The groove 2 is embedded in a surface 11 that is completely is to be tightly connected to a mating surface 10; the two surfaces lie one above the other in the drawing opposite to.

Fig. Ib zeigt die Dichtung gemäß Fig. la im aufgeblasenen Zustand, wodurch die Flächen 10 und 11 völlig dicht miteinander in Verbindung gebracht werden können; der Schlauch 1 weist dann einen nahezu kreisförmigen Querschnitt auf, dessen maximale Höhe mit H bezeichnet ist; zwischen der Breite L und der Höhe f/besteht etwa der Zusammenhang L > 0,785 H. FIG. 1b shows the seal according to FIG. La in the inflated state, whereby the surfaces 10 and 11 can be brought into connection with one another in a completely sealed manner; the hose 1 then has an almost circular cross-section, the maximum height of which is denoted by H; between the width L and the height f / there is approximately the relationship L > 0.785 H.

Es läßt sich feststellen, daß eine den vorgenannten Kennzeichen entsprechende Dichtung im Ruhezustand eine geringe Höhe h aufweist und deshalb eine Vertiefung von nur geringer Tiefe ρ benötigt, in der eine herkömmliche Dichtung nicht untergebracht werden könnte.It can be seen that a seal corresponding to the aforementioned characteristics has a small height h in the idle state and therefore requires a recess of only a small depth ρ , in which a conventional seal could not be accommodated.

Ferner ermöglicht die Faltstruktur dieser DichtungFurthermore, the folding structure enables this seal

Verhältnisse ^ von mehr als 7.
η Ratios ^ of more than 7.
η

Wenn sich die Dichtung in Ruhestellung befindet, nimmt sie ein sehr geringes Volumen ein, und es ist möglich, die Fläche 10 in bezug auf die Fläche 11 frei zu verschieben; wenn die Dichtung durch Einführen eines Füllmittels ins Innere des Schlauches aufgeblasen ist und sich vollkommen ausgedehnt hat, ist der freie Raum zwischen diesen Wänden völlig abgedichtet. Die Dichtheit ergibt sich aufgrund der Elastizität des Materials, aui dem die Dichtung hergestellt ist. und auch aus der starken Andruckkraft der Dichtung, mit der sie beim Einführen des Füllmittels in den Schlauch an die seinem Fußbereich gegenüberliegende Fläche 10 ,₅ gepreßt wird. Sobald der Dichtung dieses Füllmittel nicht mehr zugeführt wird, nimmt sie aufgrund ihrer bei der Herstellung eingeprägten Elastizität ihre Ruhestellung wieder ein, und die Wände 10 und 11 können verschoben werden.When the seal is in the rest position, it takes up a very small volume and it is possible to move the surface 10 freely with respect to the surface 11; when the seal is inflated by introducing a filler inside the tube and has completely expanded, the free space between these walls is completely sealed. The tightness results from the elasticity of the material from which the seal is made. and also from the strong pressure of the seal with which it is pressed _{against the surface 10, 5 opposite its foot area when the filler is introduced into the hose.} As soon as this filler is no longer supplied to the seal, it resumes its rest position due to its elasticity impressed during manufacture, and the walls 10 and 11 can be displaced.

Zur Herstellung dieser Dichtung wird zuerst, d. h. vor dem Vulkanisieren, ein Schlauch des gewählten Materials erzeugt, in dessen Inneres ein das Kleben verhindernder Puder, z. B. Talkum, eingebracht wird. Dann wird das Innere evakuiert, so daß im Profil eine flache Ellipse entsteht. Senkrecht auf dieses Profil wird dann ein Stempel aufgebracht und die beiden Seitenteile werden auf den Stempel umgeschlagen. Erst danach erfolgt das Vulkanisieren.To produce this seal, a tube of the selected material is first created, ie before vulcanization, inside which a stick-preventing powder, e.g. B. talc, is introduced. Then the interior is evacuated so that a flat ellipse is created in profile. A stamp is then applied vertically to this profile and the two side parts are folded over onto the stamp. Only then does the vulcanization take place.

Ein Vergleich mit den bekannten Herstellungsverfahren von balgartigen, aufblasbaren Dichtungen zeigt, daß die erfindungsgemäße Dichtung mit sehr einfachen Mitteln mit einer genau definierten und reproduzierbaren Faltform versehen werden kann.A comparison with the known manufacturing processes of bellows-like, inflatable seals shows that the seal according to the invention with very simple means with a precisely defined and reproducible Folding form can be provided.

In den F i g. 2 und 3 werden Dichtungen 21 und 23 in Ruhestellung gezeigt, die der Dichtung gemäß Fig. la entsprechen und die auf die Grundfläche von Nuten gelegt sind, die eir.en halbkreisförmigen Querschnitt 20 bzw. einen stumpfwinklig ausgeschnittenen Querschnitt 22 aufweisen. In diesen beiden Fällen kann die Befestigung z. B. durch Kleben erfolgen.In the F i g. 2 and 3 seals 21 and 23 are shown in the rest position, which the seal according to FIG. La and which are placed on the base of grooves which have a semicircular cross-section 20 or have a cross-section 22 cut out at an obtuse angle. In both of these cases, the Attachment z. B. be done by gluing.

Fig.4 stellt eine Dichtung 24 dar, deren Fußbereich eine rechtwinklige Wulst 13 aufweist, die mit einer entsprechenden, in der Vertiefung für die Dichtung vorhandenen rechtwinkligen Hakerinne 14 zusammenwirkt. 4 shows a seal 24, the foot area a right-angled bead 13, which with a corresponding, in the recess for the seal existing right-angled hook groove 14 cooperates.

F i g. 5 zeigt eine Dichtung 25, deren Fußbereich eine schwalbenschwanzförmige Wulst 15 aufweist, die mit einer in der Vertiefung vorhandenen entsprechend geformten Rinne 16 zusammenwirkt.F i g. 5 shows a seal 25, the foot area of which has a dovetail-shaped bead 15, which with a correspondingly shaped channel 16 present in the recess cooperates.

Fig.6 stellt einen Schnitt durch eine besonders interessante Ausführungsvariante dar, da mit ihr bei gleicher Querabmessung eine größere Ausdehnung der Dichtung erreicht werden kann, anders ausgedrückt, ein größerer Wert H für denselben Wert L FIG. 6 shows a section through a particularly interesting embodiment variant, since with it a greater expansion of the seal can be achieved with the same transverse dimension, in other words, a greater value H for the same value L.

Die nicht aufgeblasene Dichtung 30 weist einen Fußbereich 31 und zwei Seitenbereiche 32 und 33 auf, die zweimal auf den Fußbereich 31 gefaltet sind,The uninflated seal 30 has a foot region 31 and two side regions 32 and 33, which are folded twice on the foot area 31,

Fig.7 stellt schematisch einen Schnitt durch eine Dichtung 40 dar, die ein Ventil 43 für das Aufblasen aufweist, das in den Boden der Nut 44 für die Dichtung eingeschraubt ist; dieser Anschluß ist mit einem geeigneten Druckluftsystem verbunden. Der Anschluß könnte auch auf einer Seite der Dichtung angeordnet sein.Fig.7 shows schematically a section through a Seal 40, which has a valve 43 for inflation, which is in the bottom of the groove 44 for the seal is screwed in; this connection is connected to a suitable compressed air system. The connection could also be arranged on one side of the seal.

Eine erfindungsgemäße Dichtung kann in allen Arten von dichten Behältern Dichtheit herstellen, beispielsweise an den Schiebetoren bei Kernreaktoren.A seal according to the invention can produce tightness in all types of tight containers, for example at the sliding gates at nuclear reactors.

Die erfindungsgemäße Querschnittsform wird den Dichtungen bei der Herstellung im warmen Zustand eingeprägt. Gegebenenfalls kann es darüber hinaus günstig oder notwendig sein, die Wandstärke in den Bereichen, in denen bei der Druckentlastung die Faltung erfolgen soll, zu erhöhen oder zu verringern. Beispielsweise werden gute Ergebnisse erzielt, wenn der Bereich zwischen dem Fußbereich und den Zwischenbereichen verstärkt, der Bereich zwischen den Zwischenbereichen und dem Dichtbereich geschwächt wurde.The cross-sectional shape according to the invention is given to the seals during manufacture in the warm state imprinted. It may also be beneficial or necessary to change the wall thickness in the Increase or decrease areas in which the pressure is to be folded when the pressure is relieved. For example good results are obtained if the area between the foot area and the intermediate areas reinforced, the area between the intermediate areas and the sealing area was weakened.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Inflatable seal, which is formed from a profile tube made of elastic material, wherein the tube is folded in the deflated state in such a way that it rests on the opposite surface certain sealing area rests on the fastening area opposite it, thereby characterized in that the two intermediate areas (4,5) between the sealing area (») and the Fastening area (3) are folded over at least once each over the sealing area.

2. Seal according to claim 1, characterized in that each of the intermediate areas twice is folded over (Fig. 6).